Zadaniem zorganizowanej wymiany powietrza w pokojach domu lub mieszkania jest usunięcie nadmiaru wilgoci i spalin przez zastąpienie go świeżym powietrzem. W związku z tym w przypadku urządzenia wywiewno-napływowego konieczne jest określenie ilości usuniętych mas powietrza - aby obliczyć wentylację osobno dla każdego pomieszczenia. Metody obliczania i normy zużycia powietrza są akceptowane wyłącznie zgodnie z SNiP.
Wymagania sanitarne dokumentów regulacyjnych
Minimalna ilość powietrza dostarczanego i usuwanego z pomieszczeń w domku przez system wentylacyjny jest regulowana przez dwa główne dokumenty:
- „Budynki mieszkalne wielorodzinne” - SNiP 31-01-2003, pkt 9.
- „Ogrzewanie, wentylacja i klimatyzacja” - SP 60.13330.2012, obowiązkowy załącznik „K”.
Pierwszy dokument określa wymagania sanitarne i higieniczne dotyczące wymiany powietrza w pomieszczeniach mieszkalnych budynków mieszkalnych. Obliczenia wentylacji powinny opierać się na tych danych. Stosowane są dwa rodzaje wymiarów - masowe natężenie przepływu powietrza na jednostkę czasu (m³ / h) i wielokrotność godzinowa.
Odniesienie. Wielość wymiany powietrza jest wyrażona liczbą wskazującą, ile razy w ciągu 1 godziny środowisko powietrza w pomieszczeniu jest całkowicie aktualizowane.
W zależności od przeznaczenia pomieszczenia wentylacja nawiewno-wywiewna musi zapewniać następujące natężenie przepływu lub liczbę aktualizacji mieszanki powietrza (wielokrotność):
- salon, pokój dziecięcy, sypialnia - 1 raz na godzinę;
- kuchnia z kuchenką elektryczną - 60 m³ / h;
- łazienka, wanna, toaleta - 25 m³ / h;
- w przypadku pieca z kotłem na paliwo stałe i kuchni z kuchenką gazową wymagana jest wielokrotność 1 plus 100 m³ / h podczas pracy urządzenia;
- kotłownia z generatorem ciepła spalającym gaz ziemny - trzykrotna wymiana plus ilość powietrza potrzebnego do spalania;
- spiżarnia, garderoba i inne pomieszczenia gospodarcze - różnorodność 0,2;
- suszenie lub pranie - 90 m³ / h;
- biblioteka, nauka - 0,5 razy na godzinę.
Uwaga. SNiP zapewnia zmniejszenie obciążenia ogólnej wentylacji przy nieużywanym sprzęcie lub bez ludzi. W lokalach mieszkalnych stosunek zmniejsza się do 0,2, techniczny - do 0,5. Wymagania dotyczące pomieszczeń, w których znajdują się instalacje zasilane gazem, pozostają niezmienione - godzinna jednorazowa wymiana powietrza.
Paragraf 9 dokumentu sugeruje, że objętość okapu jest równa wielkości napływu. Wymagania SP 60.13330.2012 są nieco prostsze i zależą od liczby osób przebywających w pokoju przez 2 godziny lub dłużej:
- Jeśli na jednego mieszkańca przypada 20 m2 lub więcej powierzchni mieszkania, do pomieszczeń zapewniony jest świeży dopływ 30 m³ / h na osobę.
- Objętość powietrza nawiewanego jest rozpatrywana według obszaru, gdy na 1 najemcę przypada mniej niż 20 kwadratów. Proporcja wynosi: 3 m³ dopływu dostarczane jest na 1 m² obudowy.
- Jeśli w mieszkaniu nie ma wentylacji (nie ma szyb i okien, których nie można otworzyć), dla każdego mieszkańca należy dostarczyć 60 m³ / h czystej mieszanki, niezależnie od kwadratury.
Wymienione wymagania regulacyjne dwóch różnych dokumentów wcale nie są ze sobą sprzeczne. Początkowo wydajność systemu ogólnej wymiany wentylacji jest obliczana zgodnie z SNiP 31-01-2003 „Budynki mieszkalne”.
Wyniki są sprawdzane zgodnie z wymogami Kodeksu postępowania „Wentylacja i klimatyzacja” i są korygowane w razie potrzeby. Poniżej przeanalizujemy algorytm obliczeniowy na przykładzie parterowego domu pokazanego na rysunku.
Określenie prędkości przepływu powietrza
To typowe obliczenie wentylacji nawiewno-wywiewnej wykonuje się osobno dla każdego pokoju w mieszkaniu lub wiejskiej chacie. Aby dowiedzieć się, jakie jest masowe natężenie przepływu w budynku jako całości, wyniki są podsumowane. Stosuje się dość prostą formułę:
Objaśnienie symboli:
- L to pożądana objętość powietrza nawiewanego i wywiewanego, m³ / h;
- S - kwadratura pomieszczenia, w którym obliczana jest wentylacja, m²;
- h - wysokość sufitu, m;
- n - liczba aktualizacji środowiska powietrza w pomieszczeniu w ciągu 1 godziny (regulowana przez SNiP).
Przykład obliczeniowy Powierzchnia mieszkalna parterowego budynku o wysokości sufitu 3 m wynosi 15,75 m². Zgodnie z wymaganiami SNiP 31-01-2003 krotność n dla lokali mieszkalnych jest równa jeden. Wówczas godzinowe natężenie przepływu mieszaniny powietrza wyniesie L = 15,75 x 3 x 1 = 47,25 m³ / h.
Ważny punkt. Określenie objętości mieszaniny powietrza usuniętej z kuchni za pomocą kuchenki gazowej zależy od zainstalowanego sprzętu wentylacyjnego. Wspólny schemat wygląda następująco: jednorazową wymianę zgodnie ze standardami zapewnia naturalny system wentylacji, a dodatkowe 100 m³ / h jest wyrzucane przez domowy okap kuchenny.
Podobne obliczenia wykonano dla wszystkich innych pomieszczeń, opracowano schemat organizacji wymiany powietrza (naturalny lub wymuszony) i określono wymiary kanałów wentylacyjnych (patrz przykład poniżej). Zautomatyzuj i przyspiesz proces, aby pomóc programowi obliczeniowemu.
Kalkulator online, aby pomóc
Program uwzględnia wymaganą ilość powietrza zgodnie z wielokrotnością regulowaną przez SNiP. Wystarczy wybrać rodzaj pokoju i wprowadzić jego wymiary.
Uwaga. W przypadku kotłowni z gazowym generatorem ciepła kalkulator uwzględnia tylko trzykrotną wymianę. Ilość powietrza nawiewanego zużytego do spalania paliwa należy dodatkowo dodać do wyniku.
O wymianie powietrza dowiadujemy się według liczby mieszkańców
Dodatek „K” SP 60.13330.2012 przewiduje obliczanie wentylacji pomieszczenia zgodnie z najprostszym wzorem:
Rozszyfruj zapis przedstawionej formuły:
- L jest pożądaną wartością dopływu (spalin), m³ / h;
- m jest objętością mieszaniny czystego powietrza na 1 osobę wskazaną w tabeli w dodatku „K”, m³ / h;
- N - liczba osób stale przebywających w danym pokoju przez 2 godziny dziennie lub dłużej.
Inny przykład. Rozsądnie jest założyć, że w tym samym salonie, co parterowy dom, dwóch członków rodziny zostaje przez długi czas. Biorąc pod uwagę, że wentylacja jest zorganizowana, a każdy lokator ma ponad 20 kwadratów powierzchni, parametr m przyjmuje się jako 30 m³ / h. Rozważamy wielkość dopływu: L = 30 x 2 = 60 m³ / h.
Ważny. Należy zauważyć, że uzyskany wynik jest większy niż wartość określona przez krotność (47,25 m³ / h). Do dalszych obliczeń należy dołączyć wartość 60 m³ / h.
Jeśli liczba osób mieszkających w mieszkaniu jest tak duża, że każdej osobie przydzielono mniej niż 20 m² (średnio), wówczas powyższej formuły nie można zastosować. Zasady wskazują: w tym przypadku powierzchnię salonu i innych pomieszczeń należy pomnożyć przez 3 m³ / h. Ponieważ całkowita kwadratura domu wynosi 91,5 m², obliczona objętość powietrza wentylacyjnego wyniesie 91,5 x 3 = 274,5 m3 / h.
W przestronnych pokojach z wysokimi sufitami (od 3 m) aktualizację atmosfery rozważa się na dwa sposoby:
- Jeśli w pomieszczeniu często przebywa duża liczba osób, obliczyć metr sześcienny powietrza dostarczanego przez konkretny wskaźnik 30 m³ / h na 1 osobę.
- Gdy liczba odwiedzających stale się zmienia, wprowadza się koncepcję obszaru obsługi 2 metry nad podłogą. Określ objętość tej przestrzeni (pomnóż powierzchnię przez 2) i podaj wymaganą krotność, jak opisano w poprzedniej sekcji.
Przykład obliczeń i układu wentylacji
Jako podstawę przyjmujemy układ prywatnego domu o powierzchni wewnętrznej 91,5 m² i sufitach o wysokości 3 m, pokazany powyżej na rysunku. Jak obliczyć ilość spalin / dopływu do całego budynku zgodnie z metodologią SNiP:
- Objętość odległego powietrza z salonu i sypialni o równej kwadraturze wyniesie 15,75 x 3 x 1 = 47,25 m³ / h.
- W pokoju dziecięcym: 21 x 3 x 1 = 63 m³ / h.
- Kuchnia: 21 x 3 x 1 + 100 = 163 m³ / h.
- Łazienka - 25 m³ / h.
- Ogółem 47,25 + 47,25 + 63 + 163 + 25 = 345,5 m³ / h.
Uwaga. Wymiana powietrza w korytarzu i korytarzu nie jest znormalizowana.
Teraz sprawdzamy wyniki pod kątem zgodności z drugim dokumentem regulacyjnym. Ponieważ w domu mieszka 4-osobowa rodzina (2 osoby dorosłe + 2 dzieci), 2 osoby przez długi czas przebywają w salonie, sypialni i pokoju dziecięcym.Przeliczamy wymianę powietrza we wskazanych pokojach według liczby osób: 2 x 30 = 60 m³ / h (w każdym pomieszczeniu).
Objętość wyciągów z pokoju dziecinnego spełnia wymagania (63 metry sześcienne na godzinę), ale wartości dla sypialni i salonu będą musiały zostać dostosowane. 47,25 m³ / h to za mało dla dwóch osób, bierzemy 60 metrów sześciennych i ponownie przeliczamy całkowitą ilość wymiany powietrza: 60 + 60 + 63 + 163 + 25 = 371 m³ / h.
Równie ważne jest prawidłowe rozprowadzenie przepływu powietrza w budynku. W domkach prywatnych zwykle stosuje się naturalne systemy wentylacyjne - jest znacznie tańszy i łatwiejszy do zainstalowania doładowania elektryczne z kanałami powietrznymi. Dodaj tylko jeden element wymuszonego usuwania szkodliwych gazów - okap kuchenny.
Jak zorganizować naturalny ruch przepływów:
- Zapewnimy dopływ do wszystkich pomieszczeń mieszkalnych poprzez automatyczne zawory zintegrowane z profilem okna lub bezpośrednio w ścianie zewnętrznej. W końcu standardowe okna metalowo-plastikowe są szczelne.
- W przegrodzie między kuchnią a łazienką ustawimy blok trzech pionowych szybów skierowanych w stronę dachu.
- Pod drzwiami wewnętrznymi zapewniamy szczeliny o szerokości do 1 cm dla przepływu powietrza.
- Instalujemy okap kuchenny i podłączamy go do osobnego pionowego kanału. Ona weźmie udział w załadunku - usunie 100 metrów sześciennych spalin w ciągu 1 godziny podczas procesu gotowania. Pozostaje 371–100 = 271 m³ / h.
- Wyprowadzimy dwie kopalnie z barami do łazienki i kuchni. Rozmiary i wysokości rur są obliczane w ostatniej części tego podręcznika.
- Ze względu na naturalny ciąg powstający w dwóch kanałach powietrze wpada z pokoju dziecinnego, sypialni i przedpokoju do korytarza, a następnie do kratek wywiewnych.
Uwaga: pokazane na schemacie świeże strumienie są kierowane z pomieszczeń z czystym powietrzem do bardziej zanieczyszczonych obszarów, a następnie wyrzucane przez kopalnie.
Oblicz średnice kanałów wentylacyjnych
Dalsze obliczenia są nieco bardziej skomplikowane, dlatego do każdego etapu dołączymy przykłady obliczeń. Rezultatem będzie średnica i wysokość szybów wentylacyjnych naszego jednopiętrowego budynku.
Rozdzieliliśmy całą objętość powietrza wywiewanego na 3 kanały: 100 metrów sześciennych. siłą usuwa okap w kuchni podczas włączania kuchenki, pozostałe 271 metrów sześciennych pozostawia naturalnie w dwóch identycznych szybach. Natężenie przepływu przez 1 kanał wyniesie 271/2 = 135,5 m³ / h. Pole przekroju poprzecznego rury określa wzór:
- F - powierzchnia przekroju kanału wentylacyjnego, m²;
- L - przepływ spalin przez szyb, m³ / h;
- ʋ - prędkość przepływu, m / s.
Odniesienie. Prędkość powietrza w kanałach naturalnej wentylacji wynosi 0,5–1,5 m / s. Jako wartość obliczoną przyjmujemy wskaźnik średni - 1 m / s.
Jak obliczyć przekrój i średnicę jednej rury w przykładzie:
- Znajdziemy średnicę w metrach kwadratowych F = 135,5 / 3600 x 1 = 0,0378 m².
- Ze szkolnego wzoru na powierzchnię koła określamy średnicę kanału D = 0,22 m. Wybieramy najbliższy większy kanał ze standardowej serii - Ø225 mm.
- Jeśli mówimy o ceglanym szybie ułożonym w ścianie, wówczas rozmiar kanału wentylacyjnego 140 x 270 mm pasuje do znalezionego odcinka (dobre dopasowanie, F = 0,0378 m2).
Średnica rury wydechowej dla okapu domowego jest rozważana w podobny sposób, tylko natężenie przepływu pompowane przez wentylator jest pobierane więcej - 3 m / s. F = 100/3600 x 3 = 0,009 m² lub Ø110 mm.
Wybieramy wysokość rur
Następnym krokiem jest określenie siły pociągowej, która występuje w jednostce wydechowej na danej wysokości. Parametr nazywa się dostępnym ciśnieniem grawitacyjnym i jest wyrażany w paskalach (Pa). Formuła rozliczenia:
- p jest ciśnieniem grawitacyjnym w kanale, Pa;
- H - różnica wysokości między wylotem kratki wentylacyjnej a kanałem wentylacyjnym wyciętym nad dachem, m;
- ρvozd - gęstość powietrza w pomieszczeniu, akceptujemy 1,2 kg / m³ w temperaturze domu +20 ° С.
Metoda obliczania opiera się na wyborze wymaganej wysokości. Najpierw określ, ile jesteś gotowy, aby podnieść rury wydechowe nad dach, nie wpływając na wygląd budynku, a następnie zastąp wartość wysokości we wzorze.
Przykład. Przyjmujemy różnicę wysokości 4 m i uzyskujemy siłę nacisku p = 9,81 x 4 (1,27 - 1,2) = 2,75 Pa.
Nadchodzi trudny etap - obliczenia aerodynamiczne kanałów odgałęzionych. Zadanie polega na ustaleniu oporu kanału na przepływie gazu i porównaniu wyniku z dostępnym ciśnieniem (2,75 Pa). Jeśli strata ciśnienia jest większa, rura będzie musiała zwiększyć lub zwiększyć średnicę otworu.
Opór aerodynamiczny kanału oblicza się ze wzoru:
- Δp - całkowita strata ciśnienia w kopalni;
- R jest oporem właściwym tarcia przepływającego strumienia, Pa / m;
- H - wysokość kanału, m;
- ∑ξ jest sumą lokalnych współczynników oporu;
- Pv - ciśnienie dynamiczne, Pa.
Pokazujemy przykładowo, w jaki sposób uwzględniana jest wartość rezystancji:
- Obliczamy wartość ciśnienia dynamicznego zgodnie ze wzorem Pv = 1,2 x 1² / 2 = 0,6 Pa.
- Wyznaczamy opór tarcia R zgodnie z tabelą, koncentrując się na wskaźnikach ciśnienia dynamicznego 0,6 Pa, prędkości przepływu 1 m / s i średnicy kanału powietrznego 225 mm. R = 0,078 Pa / m (wskazany zielonym kółkiem).
- Miejscowym oporem wału wydechowego jest kratka rastrowa i zakręt 90 ° do góry. Współczynniki ξ tych części są stałymi wartościami równymi odpowiednio 1,2 i 0,4. Suma ξ = 1,2 + 0,4 = 1,6.
- Obliczenia końcowe: Δp = 0,078 Pa / mx 4 m + 1,6 x 0,6 Pa = 1,27 Pa.
Teraz porównujemy obliczone ciśnienie powstałe w kanale powietrznym i wynikający z niego opór. Siła pociągowa p = 2,75 Pa jest znacznie większa niż strata ciśnienia (rezystancja) Δp = 1,27 Pa, wał o wysokości 4 metrów jest zbyt wysoki, nie ma sensu budować takiego.
Ponieważ liczby różnią się o połowę (z grubsza), skracamy przewód wentylacyjny do 2 m i ponownie przeliczamy:
- Dostępne ciśnienie p = 9,81 x 2 (1,27 - 1,2) = 1,37 Pa.
- Rezystywność R i lokalne współczynniki ξ pozostają takie same.
- Δp = 0,078 Pa / mx 2 m + 1,6 x 0,6 Pa = 1,15 Pa.
Naturalne ciśnienie ciągu 1,37 Pa przekracza opór systemu Δp = 1,15 Pa, co oznacza, że szyb o wysokości dwóch metrów będzie działał poprawnie do naturalnej ekstrakcji i zapewni niezbędne natężenie przepływu usuniętych gazów.
Komentarz. Nie trzeba skracać kanału do 1 m, stosunek zmieni się w innym kierunku: p = 0,69 Pa, pp = 1,04 Pa, siła ciągnięcia nie jest wystarczająca.
Kanał wentylacyjny Ø225 mm można podzielić na 2 mniejsze rury, ale nie według średnicy, ale według przekroju. Otrzymujemy 2 okrągłe kanały wentylacyjne o wymiarach 150-160 mm, jak zrobiono na zdjęciu. Wysokość obu wałów pozostaje niezmieniona - 2 m.
Jak uprościć zadanie - wskazówki
Możesz upewnić się, że obliczenia i organizacja wymiany powietrza w budynku są dość skomplikowanymi zagadnieniami. Próbowaliśmy wyjaśnić tę technikę w najbardziej przystępnej formie, ale dla przeciętnego użytkownika obliczenia nadal wydają się niewygodne. Podajemy zalecenia dotyczące uproszczonego rozwiązania problemu:
- W każdym razie trzeba będzie przejść przez pierwsze 3 etapy - aby znaleźć objętość wydmuchiwanego powietrza, opracować schemat przepływu i obliczyć średnice kanałów wylotowych.
- Przyjmij prędkość przepływu nie większą niż 1 m / s i określ z niej przekrój kanałów. Aerodynamika nie jest konieczna do pokonania - poprawnie obliczyć średnice i po prostu doprowadzić kanały powietrzne na wysokość co najmniej 2 metrów nad kratkami wlotowymi.
- Staraj się używać plastikowych rur wewnątrz budynku - dzięki gładkim ściankom praktycznie nie są odporne na ruch gazów.
- Kanały wentylacyjne ułożone na zimnym poddaszu muszą być izolowane.
- Nie blokuj wyjść kopalni z wentylatorami, jak to zwykle robi się w toaletach mieszkań. Wirnik nie pozwoli na prawidłowe działanie naturalnego okapu.
Aby uzyskać dopływ, zainstaluj regulowane zawory ścienne w pokojach, pozbądź się wszystkich pęknięć, w których zimne powietrze może dostać się do domu w niekontrolowany sposób.